Основные принципы и методы конструкторского гидравлического расчёта водяных теплосетей.

Методы гидравлического расчета:1)Метод удельных потерь давления на трение

– удельные потери давления на трение, (Па/м) Δр_{l –} линейные потери давления Δр_м – потери напора в местных сопротивлениях w – скорость воды, (м/с) ρ – плотность воды, (кг/м³) d_вн –внутренний диаметр трубы (мм²) λ – коэффициент трения (гидравлического сопротивления) Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений l – длина участка, (м) «+» - позволяет рассчитывать различные режимы движения жидкостей«-» - связан с постоянством шероховатости и температуры 2) Метод динамических давлений . Удобен для расчета вентиляции, 3)Метод приведенных длин Δр_l»Δр_м Δр=ΔН=R(l+l_экв)=R*l_пр Удобен в системах, где участки имеют большую 4)Метод гидравлических характеристик; ; A – удельное динамическое давление, (Па/(кг*ч²) S – гидравлическая характеристика участка 5)Упрощенный вид расчета методом удельных потерь на трение.Применяется при проектных и эксплуатационных расчетах тепловых сетей. Не требует расчета коэффициентов местных сопротивлений ΔН=Δр=R(1+α)*l=(R^ном*β_кэ)*(l+α)*l; ΔН=R(1+α)*l; Δp_м=α*(R*l)=α* Δр; α – коэффициент учета местных сопротивлений. В результате гидравлич. расчета теплосети определяют диаметры всех участков теплопроводов, потери давления теплоносителя. По получ. потерям давления рассчитывают напоры насосов. При выполнении гидравлич. расчета трубопроводов необходим располагаемый перепад давлений в точке присоединения и расход сетевой воды. Особенности расчета: 1) абсолютная эквивалентная шероховатость принимается равной 0,5 мм; 2) скорость воды в сетях принимается не более 3,5 м/с; 3) главная магистраль от источника теплоты до наиболее удаленного потребителя рассчитывается на оптимальные удельные потери, т.е. d=f(G, Rопт). 4) Распределительные сети и ответвления рассчитываются по располагаемому перепаду давления Δр расп. 5)Диаметры труб в распределительных сетях должны приниматься не менее 32 мм.. Gсет = Gо+ Gв+ Gгвсет; Gо= Gв.р=

Qо,в – расч. часовой расход теплоты на отопление, вентиляцию, кДж/ч, с- теплоемкость воды, τ₁’ – расчетная температура теплоносителя в подающем трубопроводе сети, tо – в обратном трубопроводе после сети. При повышенном графике и последовательной двухступенчатой схеме на ГВ Gгв сет = 0, при отопительном графике и последовательной двухступенчатой схеме:

Смешанная схема:

Порядок гидравлического расчета: 1.намечается трасса тепловой сети,2. составляется расчетная схема на которой указывается номера участков, длины участков и расчетные расходы тепла. 3.Rопт для главной магистрали для всех остальных участков и ответвлений опред. располаг. перепад и ср. удел. Потери давления : Δр расп = (Р1 – Р2) –Δр абс; Δр абс – необходимый перепад давления для работы теплового пункта, который затрачивается на преодаление гидравлического сопративления системы отопления СО, ПГВ,грязевиков, регуляторов и арматуры. Обычно для жилых зданий при элеваторной схеме присоединения 15-20м.диаметры должны подбираться исходя из из располагаемых перепадов давления. По величине ср. уд. Потерь давления Rср и расходу воды на участке G принимаем d, Rтабл., ωтабл.; Δр = Rтабл.l (1+α) ; (ΣΔр под+ΣΔр обр)+Δр аб. = Δр расп. По результатам расчетов строится пьезометрический график.

11. Методика и последовательность поверочного гидравлического расчёта водяных теплосетей. Основные этапы и формулы.

В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров теплопроводов, давления в различных точках сети и потерь давления на участках. Для проведения гидравлического расчета задаются схема и профиль тепловой сети, указываются размещение станции и потребителей, расчетные нагрузки. Порядок гидравлического расчета простых транзитных трубопроводов:Простым транзитным трубопроводом считается такой трубопровод, в котором на всем рассчитываемом участке диаметр трубопровода и расход теплоносителя не изменяются. Для гидравлического расчета должны быть заданы расход теплоносителя и суммарные падения давления на участке, длина участка. Требуется определить диаметр трубопровода. Расчет проводят в два этапа – предварительный расчет и проверочный расчет. Порядок предварительного расчета:1.Задаются коэффициентом местных потерь α или определяют его по формуле: либо постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносителя( для воды=0,01;для пара=0,05-0,1)2. Определяют удельное линейное падение давления по формуле 3. Определяют среднюю плотность теплоносителя на участке: где ρн и ρк – плотность теплоносителя соответственно в начале и конце рассчитываемого участка. Если теплоноситель вода, то принимают ρср = ρн = ρк . 4. Определяют диаметр трубопровода из предположения его ра- боты в квадратичной области по номограмме. Порядок проверочного расчета:1.Округляют предварительно рассчитанный диаметр до ближайшего по стандарту. 2. Определяют критерий Re и сравнивают его с Reпр, устанавли- вают расчетную область, в которой работает трубопровод. 3. Определяют удельное линейное падение давления R_л. 4. Определяют эквивалентную длину местных сопротивлений. 5. Определяют суммарное падение давления на участке. 6. Сопоставляют полученные значения ρср с предварительно принятыми. При значительных расхождениях ρср задаются новыми величинами ρср и повторяют проверочный расчет. Методика расчета разветвленных тепловых сетей: Такие сети состоят из ряда участков с разными расходами и диаметрами теплопровода. Предварительный расчет: 1. За расчетную магистраль выбирают направление движения теплоносителя от станции до одного из абонентов. Это направление должно обладать наименьшим удельным падением давления. Удельное падение давления в сетях определяется по формуле где ΔP – падение давления в магистрали, Па; l – длина магистрали, м. В водяных сетях, если падение давления дано в м. вод. ст., то где ΔH – разность напоров конечных точек магистрали, т.е. падение напора в магистрали, м. Если падение давления между станцией и любым потребителем одно и то же, то расчетной магистралью является линия, соединяющая станцию с самым удельным абонентом.Это может иметь место в паровых сетях при одинаковых давления пара у всех потребителей и в двухтрубных водяных сетях при одинаковых располагаемых напорах у всех потребителей. 2. Предварительно задаются характером падения давления в расчетной магистрали. Если нет никаких ограничений по условиям профиля, высотности зданий, то линию падения давления расчета магистрали принимают прямолинейной. 3. Задаются или предварительно определяют средний коэффициент местных потерь α для расчетной магистрали. 4. Начинают расчет с конечного участка расчетной магистрали. Предварительно принимают удельное падение давления на конечном участке Rл такое же, как на всей магистрали. 5. Предполагая, что трубопровод работает в области квадратичного закона, определяют предварительно диаметр конечного участка магистрали по формулам, номограммам или таблицам. Значение плотности пара в конечных точках участка определяется по давлениям и температурам. Обычно давление у конечного абонента является заданной величиной. Проверочный расчет: 1. По ГОСТ 3262-75 подбирается ближайший диаметр трубо- провода. 2. Определяют удельное линейное падение давления. 3. Определяют эквивалентную длину местных сопротивлений. 4. Определяют полное падение давления на участке. 5. Определяют давление (напор) в начальной точке рассчитываемого участка. Ответвления рассчитываются как транзитные участки с заданным падением давления. При сложных ответвлениях определяется расчетное направление из условия минимальных потерь на участке (как для магистрали). Последовательность расчета рассмотрен выше.

Построение пьезометрических графиков в водяных тепловых сетях. Требования к гидравлическому режиму сетей. Гидравлическая устойчивость.

Распределение давлений в тепловых сетях удобно изображать в виде пьезом.графика, который дает представление о давлении или напоре в любой точке тепл.сети. Разрабатываются для зимних и летних расчетных условий. Давление, выраженное в линейных единицах, называется напором давления или пьезометрическим напором.При построении пьезом. графика нужно выполнять следующие условия:1) Давление в непосредственно присоединяемых к сети абонентских системах не должно превышать допускаемого как при стати­ч., так и при динамич. режиме. Для радиаторов систем отопления максим. избыт. давление должно быть не более 0,6 МПа, что соответствует примерно напору в 60 м.2) Максим. напор в подающих трубопроводах ограничивается прочностью труб и всех водоподогревательных установок3)Напор в подающих трубопроводах, по кот. перемещается вода с температурой более 100°С, должен быть достаточным для исключения парообразования.4) Для предупреждения кавитации напор во всасыв. патрубке сетевого насоса должен быть не меньше 5м.5) В точках присоединения абонентов следует обеспечить до статочный напор для создания циркуляции воды в местных системах. При элеваторном смешении на абонентском вводе располагаемый напор должен быть не меньше 10—15 м. Наличие подогревателей горячего водоснабжения при двухступенчатой схеме требует увеличения напора до 20—25м.6)Уровни пьезометрических линий как при статическом, так и при динамическом режиме следует устанавливать с учетом возможности присоединения большинства абонентских систем по наиболее дешевым зависимым схемам. Статическое давление также не должно превышать допускаемого давления для всех элементов.Сначала строится профиль местности по трассе теплопроводов. На профиле в принятом масштабе наносят высоты зданий. При построении пьезометрических графиков условно принимают, что оси трубопроводов совпадают с поверхностью земли. Такая условность вполне оправдана для подземных прокладок, когда заглубление трубопроводов не превышает 1—2 м. В этом случае фактические напоры в трубопроводах будут больше на величину их заглубления.Предельное положение пьезом. линии для обратной магистрали при динам. режиме (линия К2В2С2) намечается из след. соображений: а) максимальный пьезом. напор не должен превышать 60 м в радиаторах нижних этажей систем отопления, присоединяемых по элеваторной! схеме; б) для защиты систем отопления от опорожнения пьезом. линия должна быть не менее чем на 3—5 м выше зданий.Точка К1 располагается выше точки А1 на величину потери напора в станционной подогр. установке.Пьезом. линия подающей магистрали должна удовлетворять следу. условиям: а) максим.напор не дол жен превышать допустимого для труб и подогрев.уста­новок; б) миним. напор не должен допускать вскипания воды.